باریم کلرید

باریم کلرید 
 Barium chloride

1-مقدمه

باریم کلرید یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی BaCl_2 می باشد. این ترکیب یکی از شناخته شده ترین نمک های باریم است که در آب محلول است. مانند بیشتر نمک های باریم، این نمک نیز سفید رنگ و سمی است و تست شعله آن رنگ سبز-زرد تولید می کند. نقطه ذوب این ترکیب 963 درجه سانتی گراد است و ترکیب ذوب شده در 1560 درجه سانتی گراد می جوشد. این نمک جاذب آب است و ابتدا به ترکیب دو آبه BaCl_2 (H_2 O)_2 تبدیل می شود. 

باریم کلرید کاربرد های محدود شده ای در آزمایشگاه و صنعت دارد. این نمک می تواند دو نوع بلور را تشکیل دهد، به عبارت دیگر چند ریختی یا پلی مورف است. یکی از آن ها ساختار مکعبی فلئوریت و دیگری ساختار لوزی کوتونیت است. هر دو ساختار برای اعداد کوئوردیناسیون بزرگتر از شش، شرایط را برای یون بزرگ باریم دو بار مثبت فراهم می کنند.

2-تاریخچه

باریم توسط کارل ویلم شیل در سال 1772 کشف شد و هامفری دیوی در سال 1808 توانست آن را برای اولین بار ایزوله کند. باریم در شکل عنصری خود فلزی نرم و خاکستری مایل به نقره ای است.
کلر نیز مانند باریم ابتدا توسط کارل ویلم شیل در سال 1774 کشف شد و هامفری دیوی در سال 1808 برای اولین بار آن را به عنوان یک عنصر شناخت. کلر دومین هالوژن سبک بعد از فلوئور است. این عنصر دارای سومین الکترونگاتیوی بالا و بالاترین الکترون خواهی در بین تمام عناصر است که آن را به یک عامل اکسید کننده قوی تبدیل می کند. این عنصر به ندرت به خودی خود در طبیعت یافت می شود. 
باریم کلرید که ترکیبی معدنی از باریم و کلر است تقریبا صد سال پس از کشف این دو ماده شناخته شد. در واقع این ماری کوری بود که باریم کلرید را به عنوان محصول جانبی، حین کشف رادیوم پیدا کرد. کوری زمانی که می خواست رادیوم را تصفیه کند، در مرحله نهایی این فرایند به دو ترکیب رادیوم کلرید و باریم کلرید دست یافت.

3-کاربردها

اگرچه باریم کلرید قیمت ارزانی دارد، اما کاربرد آن در آزمایشگاه و صنعت محدود است. در صنعت، کلرید باریم عمدتاً در تصفیه محلول آب نمک کاربرد دارد. همچنین در مرحله ی سخت کردن فولاد، می توان آن را با استفاده از نمک باریم کلرید تولید شده گداخته کرد. آن چیزی که باعث محدود شدن کاربرد این ترکیب معدنی می شود، سمی بودن آن است.

4-واکنش‌ ها

در محلول های آبی باریم کلرید به شکل نمک های معمولی عمل می کند، در واقع در آب الکترولیت 1:2 است که باعث ایجاد pH خنثی می شود. این محلول می تواند با یون های سولفات واکنش دهد و رسوب سفید رنگ باریم سولفات را ایجاد کند:

اکسالات نیز در واکنش با محلول آبی باریم کلرید واکنش مشابهی را انجام می دهد:

وقتی نمک باریم کلرید با سدیم هیدروکسید ترکیب می شود، ترکیب دو هیدروکسیدی تولید می کند که در آب نسبتا محلول است.

5-روش تولید

در مقیاس صنعتی، باریم کلرید را از طریق یک فرایند دو مرحله ای از باریت (باریم سولفات) به دست می آورند:

مرحله اول این فرایند نیاز به دمای بالایی دارد:

به جای هیدروکلریک اسید، از کلر نیز می توان استفاده کرد.
باریم کلرید در اصل می تواند از باریم هیدروکسید یا باریم کربنات نیز تهیه شود. باریم کربنات در طبیعت به شکل کانی ویتریت یافت می شود. این نمک ها با اسید کلریدریک واکنش داده و باریم کلرید هیدراته تولید می کنند.

6-تحقیقات جدید

یون های سولفات تهدید و چالش بزرگی در تصفیه پساب های صنعتی هستند. در گذشته روشی برای حذف سولفات از پساب صنعت رنگ گزارش نشده بود. اما به تازگی روشی برای رسوب دادن پساب های صنعتی با بازده نزدیک به صد درصد با استفاده از باریم کلرید گزارش شده است.
در چندین معدن از معادن ذغال سنگ در لهستان، نیاز ضروری به حذف رادیوم از آب معدن به منظور کاهش نتایج منفی انتشار رادیوم با پساب ‌های معدن وجود داشته است. محققان توانسته اند با روشی که بر اساس استفاده از باریم کلرید است، این کار را با بازده بالا انجام دهند.

7-نگهداری

باریم کلرید بایستی در جای خشک و خنک نگهداری شود تا آب جذب نکند و عد هدراته آن عوض نشود. به علت سمی بودن آن برای جانداران, نگهداری آن بایستی به نحوی باشد که راهی به آب های زیر زمینی و محیط زیست نداشته باشد.

8-ایمنی

کلرید باریم همراه با سایر نمک های باریم که در آب محلول هستند، بسیار سمی می باشند. این نمک اثر شدیدی بر سیستم قلبی عروقی و سیستم عصبی دارد زیرا باعث تغییر جریان پتاسیم در سلول ها می شود. این امر منجر به استفراغ، اسهال، لرزش، فلج، تشنج و حتی مرگ در اثر ایست قلبی- تنفسی می شود. درمان مسمومیت با باریم عمدتاً به علائم آن وابسته است. از آن جایی که باریم منجر به کاهش قابل توجه پتاسیم می شود، تجویز پتاسیم می تواند اکثر اثرات سمی نمک باریم کلرید را (به جز فشار خون بالا) خنثی کند. با این حال، می توان از تجویز سولفات منیزیم یا سولفات کلسیم برای محدود کردن انتشار باریم استفاده کرد. یون های سولفات ترجیح می دهند به یون باریم دو بار مثبت (Ba^(2+)) متصل شوند و تشکیل سولفات باریم (BaSO_4) را دهند که در آب نامحلول است. این امر اثرات سمی نمک را محدود می کند.
در صورت برخورد این ماده با چشم، بایستی چشم ها برای حداقل پانزده دقیقه با آب شسته شوند. اگر این ماده با پوست تماس پیدا کند، ممکن است سبب قرمزی و بروز آلرژی در پوست شود. در صورت بلعیدن این ماده، می تواند به دستگاه گوارش آسیب وارد شود, لذا بایستی با استفراغ مصنوعی آن را خارج نمود و سریعا به پزشک مراجعه کرد. علاوه بر تماس پوستی و بلع, استنشاق گرد و غبار این ماده نیز می تواند سبب تحریک سیستم تنفسی و مخاط موجود در آن شود که تنفس را برای فرد مشکل و سبب بروز حساسیت وی می شود. لذا در این صورت بایستی فرد به فضای باز منتقل شود و در معرض هوای آزاد قرار گیرد و در مواقع حیاتی از ماسک اکسیژن استفاده شود.